第八章 信號(hào)產(chǎn)生電路

第八章信號(hào)產(chǎn)生電路8.1產(chǎn)生正弦波振蕩的條件8.2RC正弦波振蕩電路8.3非正弦波發(fā)生電路8.1.2

正弦波振蕩電路的組成及分類8.1.3

判斷電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法和步驟8.1產(chǎn)生正弦波振蕩的條件8.1.1

產(chǎn)生正弦波振蕩的條件2/24/2024輸出的交流電能量是從直流電源能量轉(zhuǎn)換而來(lái)的。正弦波振蕩電路是在沒(méi)有外加輸入信號(hào)的情況下，依靠電路自激振蕩而產(chǎn)生正弦波輸出電壓的電路。8.1.1產(chǎn)生正弦波振蕩的條件

負(fù)反饋放大電路的方框圖及增益：當(dāng)時(shí)，負(fù)反饋；當(dāng)時(shí)，正反饋；當(dāng)時(shí)，在沒(méi)有輸入信號(hào)的情況下，仍有信號(hào)輸出，——放大電路的自激；A·12F·A·+-×F·+8.1.1產(chǎn)生正弦波振蕩的條件

輸出量通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生反饋量作為放大電路的輸入量，而輸入量又通過(guò)放大電路維持著輸出量：正弦波振蕩平衡條件：于是得幅值平衡條件相位平衡條件放大電路本身的相位移反饋網(wǎng)絡(luò)的相位移n為整數(shù)

A·+-×F·+A·12F·8.1.1產(chǎn)生正弦波振蕩的條件

自激振蕩一旦建立起來(lái)，它的振幅要受到電路中放大元件的非線性因素的限制，最終趨于穩(wěn)態(tài)；能夠使己經(jīng)建立并進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的振蕩維持下去。相位平衡是振蕩的首要條件。為使輸出量在合閘后能夠有一個(gè)從小到大直至平衡在一定幅值的過(guò)程，電路的起振條件為而正弦波振蕩平衡條件：8.1.1產(chǎn)生正弦波振蕩的條件

正弦波振蕩電路必須由以下四個(gè)部分組成：(1)放大電路保證電路能夠有從起振到動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程，使電路獲得一定幅值的輸出量，(3)選頻網(wǎng)絡(luò)確定電路的振蕩頻率fo

，使電路產(chǎn)生單一頻率的振蕩；一個(gè)正弦波振蕩電路只在fo下滿足相位平衡條件。(2)正反饋網(wǎng)絡(luò)引入正反饋，用反饋信號(hào)取代輸入信號(hào)。通常選頻網(wǎng)絡(luò)兼正反饋網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)能量的控制，負(fù)反饋放大電路。(4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)非線性環(huán)節(jié)，使輸出信號(hào)幅值穩(wěn)定。8.1.2正弦波振蕩電路的組成及分類

正弦波振蕩電路用選頻網(wǎng)絡(luò)所用元件來(lái)命名：RC正弦波振蕩電路：振蕩頻率較低，1MHZ以下；LC正弦波振蕩電路：振蕩頻率較高，1MHZ以上；石英晶體正弦波振蕩電路：等效為L(zhǎng)C正弦振蕩電路，振蕩頻率非常穩(wěn)定。8.1.2正弦波振蕩電路的組成及分類

(1)觀察電路是否包含了放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)、正反饋網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四個(gè)組成部分；(2)判斷放大電路是否能夠正常工作。是否有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)；動(dòng)態(tài)信號(hào)是否能夠輸入、輸出和放大；(3)判斷電路是否滿足正弦波振蕩的相位平衡條件；+–+–則滿足相位條件，

不滿足相位條件，(4)判斷電路是否滿足正弦波振蕩的幅值條件(起振條件)；分別求解出電路的然后判斷是否大于1。有可能產(chǎn)生正弦波振蕩

不可能產(chǎn)生正弦波振蕩8.1.3判斷電路是否可能產(chǎn)生正弦波振蕩的方法和步驟

8.2.2RC橋式正弦波振蕩電路8.2RC正弦波振蕩電路8.2.1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)2/24/2024低頻段等效電路及其相量圖高頻段等效電路及其相量圖RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(b)(c)8.2.1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(正反饋網(wǎng)絡(luò))[例題]一節(jié)RC高通或低通電路的最大相移絕對(duì)值小于90

，試從相位平衡條件出發(fā)，判斷電路能否振蕩。RCCRRf-+ACR移相式正弦波振蕩電路+–一節(jié)RC高通電路是相位超前電路，相移0

~90

，又稱移相網(wǎng)絡(luò)。三節(jié)RC移相網(wǎng)絡(luò)，最大相移可接近270

，在特定頻率下，每節(jié)移相60

，三節(jié)則移相180

。振蕩頻率+可以振蕩8.2.1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(正反饋網(wǎng)絡(luò))一節(jié)RC高通或低通電路的最大相移絕對(duì)值小于90

，試從相位平衡條件出發(fā)，判斷電路能否振蕩。[例題]RCCRf-+AR+–二階RC高通最大移相接近180

，但此時(shí)頻率已接近零。不能振蕩8.2.1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(正反饋網(wǎng)絡(luò))CCRRZ1Z28.2.1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(正反饋網(wǎng)絡(luò))CCRRZ1Z2幅頻響應(yīng)1/310.1100相頻響應(yīng)10.110090°-90°幅頻響應(yīng)的幅值最大，相頻響應(yīng)的相角為零，

Uf

與Uo

同相位。..振蕩頻率8.2.1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)(正反饋網(wǎng)絡(luò))放大電路選頻網(wǎng)絡(luò)(1)放大電路串聯(lián)電壓負(fù)反饋放大電路，具有高輸入阻抗和低輸出阻抗；(2)選頻網(wǎng)絡(luò)Z1Z2——兼作正反饋網(wǎng)絡(luò)Z1：RC串聯(lián)電路，Z2：RC并聯(lián)電路，Z1,Z2

和R1,Rf

形成一個(gè)四臂電橋，電橋的對(duì)角線頂點(diǎn)接到放大電路的兩個(gè)輸入端，是集成運(yùn)放的凈輸入電壓。8.2.2RC橋式正弦波振蕩電路(文氏電橋）

CRf﹢﹣R1CRR使放大電路的放大倍數(shù)略大于3，其輸出波形為正弦波。適當(dāng)調(diào)整負(fù)反饋的強(qiáng)弱，有可能振蕩。滿足相位平衡條件，Uf

與Uo

同相位，..放大電路由放大電路和Z1Z2組成的反饋網(wǎng)絡(luò)形成正反饋系統(tǒng)，8.2.2RC橋式正弦波振蕩電路(文氏電橋）

T用具有負(fù)(或正)溫度系數(shù)的熱敏電阻代替

Rf

(R1

)，CRf﹢﹣R1CRRZ1Z2CRf﹢﹣R1CRRZ1Z2振蕩頻率是由相位平衡條件所決定的，才滿足相位平衡條件。建立振蕩條件：一開(kāi)始要求

達(dá)到穩(wěn)態(tài)平衡狀態(tài)時(shí)

8.2.2RC橋式正弦波振蕩電路(文氏電橋）

[例題]R-+CCRR1D1R3D2R2A電路,已知A為運(yùn)放741,其最大輸出電壓為

14V。圖示電路為RC橋式正弦波振蕩8.2.2RC橋式正弦波振蕩電路(文氏電橋）

(1)圖中用二極管D1,D2作為自動(dòng)穩(wěn)幅元件，試分析它的穩(wěn)幅原理；(2)設(shè)電路已產(chǎn)生正弦波穩(wěn)幅振蕩,當(dāng)輸出電壓達(dá)到正弦波峰值時(shí)，二極管的正向壓降約為0.6V，試粗略估算出電壓的峰值Uom；(3)試定性說(shuō)明因不慎使R2短路時(shí),輸出電壓uo的波形；(4)試定性畫(huà)出當(dāng)R2不慎開(kāi)路時(shí),輸出電壓uo的波形，并標(biāo)明振幅。[例題]R-+CCRR1D1R3D2R2A電路,已知A為運(yùn)放741,其最大輸出電壓為

14V。圖示電路為RC橋式正弦波振蕩解：

(1)圖中用二極管D1,D2作為自動(dòng)穩(wěn)幅元件，試分析它的穩(wěn)幅原理；當(dāng)uo幅值很小時(shí)，D1,D2截止，相當(dāng)于開(kāi)路有利于起振；當(dāng)uo幅值較大時(shí)，D1或D2導(dǎo)通，減小，A隨之下降，當(dāng)rD達(dá)到1.86kΩ時(shí)，uo趨于穩(wěn)定；8.2.2RC橋式正弦波振蕩電路(文氏電橋）

[例題]電路,已知A為運(yùn)放741,其最大輸出電壓為

14V。圖示電路為RC橋式正弦波振蕩解：R-+CCRR1D1R3D2R2A(2)設(shè)電路已產(chǎn)生正弦波穩(wěn)幅振蕩,當(dāng)輸出電壓達(dá)到正弦波峰值時(shí)，二極管的正向壓降約為0.6V，試粗略估算出電壓的峰值Uom；穩(wěn)幅時(shí)根據(jù)得0.6Vi于是8.2.2RC橋式正弦波振蕩電路(文氏電橋）

[例題]電路,已知A為運(yùn)放741,其最大輸出電壓為

14V。圖示電路為RC橋式正弦波振蕩解：R-+CCRR1D1R3D2R2A0.6Vi(3)試定性說(shuō)明因不慎使R2短路時(shí),輸出電壓uo的波形；電路停振；(4)試定性畫(huà)出當(dāng)R2不慎開(kāi)路時(shí),輸出電壓uo的波形，并標(biāo)明振幅。沒(méi)有負(fù)反饋，uo/Vt014-148.2.2RC橋式正弦波振蕩電路(文氏電橋）

8.3.3

三角波發(fā)生電路8.3非正弦波發(fā)生電路